特異性免疫過程的相關問題探討和教學建議

占國忠 鄭 萍

（1.福建省莆田第一中學 福建莆田 351100）

（2.福建省莆田市教師進修學院 福建莆田 351100）

人教版高中生物學選擇性必修1教材（以下簡稱新教材）中關于特異性免疫過程的知識改動較大，如增加了抗原呈遞細胞（APC）的概念，明確APC將抗原信息呈遞給其他免疫細胞，將T細胞更具體地分為輔助性T細胞和細胞毒性T細胞，明確細胞免疫中也有輔助性T細胞的參與，將“淋巴因子”改為“細胞因子”等。在教學過程中，對各種免疫細胞的具體分析有助于學生深入理解各種免疫細胞的主要功能，引導學生深入思考，提高科學探究能力。在教學過程中，由于新教材相對簡化，教師和學生容易對以下問題產生疑惑：體液免疫中APC傳遞給輔助性T細胞的抗原信息是什么？靶細胞和輔助性T細胞細胞膜表面分子發生的變化相同嗎？體液免疫和細胞免疫的輔助性T細胞及細胞因子相同嗎？下文將針對這些問題作出初步的回答。

1 體液免疫中APC傳遞給輔助性T細胞的抗原信息

教輔材料中經常出現的“APC將抗原傳遞給輔助性T細胞”的說法其實并不準確。教材中的描述為“APC將抗原信息傳遞給輔助性T細胞”。那么，究竟什么是“抗原信息”？體液免疫中APC加工和處理的抗原是外源性抗原。外源性抗原指的是來自抗原呈遞細胞外的抗原，如細菌表面的蛋白質抗原等。APC攝取外源性抗原在細胞內形成吞噬體。吞噬體與溶酶體融合為吞噬溶酶體。APC細胞的核糖體合成MHCⅡ類分子后，經內質網、高爾基體加工后形成MⅡC（MHC class II comportment），MⅡC會與吞噬溶酶體融合。MⅡC和吞噬溶酶體中的多種酶類在酸性環境下活化，將抗原降解為適合與MHCⅡ類分子結合的抗原肽。抗原肽與MHCⅡ結合形成抗原肽-MHCⅡ類分子復合物。接著，復合物被轉運至細胞膜表面，與輔助性T細胞表面的TCR和CD4特異性結合，從而將外源性抗原肽呈遞給輔助性T細胞。所以，這個抗原信息是指抗原肽-MHCⅡ類分子復合物。以上過程如圖1所示。

圖1 APC向輔助T細胞傳遞抗原信息的過程

2 靶細胞和輔助性T細胞細胞膜表面分子發生的變化

教材對特異性免疫細胞之間的信息傳遞有這樣的描述：“被病原體（如病毒）感染的宿主細胞（靶細胞）膜表面的某些分子發生變化，細胞毒性T細胞識別變化的信號”“輔助性T細胞表面的特定分子發生變化并與B細胞結合，這是激活B細胞的第二個信號”。這兩個膜表面的分子發生的變化一樣嗎？

實際上，這兩個變化差別很大。細胞免疫中靶細胞在此作為APC，它加工處理的抗原稱為內源性抗原。內源性抗原指在APC細胞內新合成的抗原，比如病毒或者一些細菌侵入細胞后在細胞內合成的蛋白質，或者一些細胞突變后成為腫瘤細胞進而合成的腫瘤抗原等。內源性抗原被靶細胞降解成抗原肽，再被轉運至內質網中，與內質網中的MHCI類分子結合，經過內質網和高爾基體的進一步加工和轉運至細胞膜上，與細胞毒性T細胞表面的TCR和CD8特異性結合，激活細胞毒性T細胞。所以，靶細胞膜表面的分子發生變化指的是產生了抗原肽-MHCI類分子復合物，如圖2所示。

圖2 靶細胞膜表面的變化

輔助性T細胞表面的特定分子發生變化指的是輔助性T細胞接受APC傳遞的抗原等信息后被活化，表達多種膜分子。其中最重要的是CD40L，它與B細胞表面的CD40相互作用，向B細胞傳遞活化的第二信號。所以，輔助性T細胞膜表面的特定分子是指CD40L等傳遞B細胞活化第二信號的分子。

3 體液免疫和細胞免疫的輔助性T細胞及細胞因子

教材圖4-7講解細胞免疫時有注明：輔助性T細胞的活化及分泌細胞因子的過程見圖4-6。有些學生直接就認為參與細胞免疫的輔助性T細胞和分泌的細胞因子和參與體液免疫是一樣的。那么，一樣嗎？

輔助性T細胞簡稱為Th，未受抗原刺激的初始輔助性T細胞簡稱為Th0，Th0可以分化為Th1和Th2等多種輔助性T細胞。影響Th0分化的主要因素是抗原的性質和細胞因子的種類等。在細胞免疫中，侵入宿主細胞的病原體產生的抗原和腫瘤抗原以及IL-12、IFN-γ等會誘導Th0向Thl分化。Th1主要分泌Th1型細胞因子，包括IFN-γ、TNF-α、IL-2等。它們除了具有促進細胞毒性T細胞增殖和分化的能力，還具備其他能力。而在體液免疫中，普通細菌和可溶性抗原以及IL-4會誘導Th0向Th2分化。Th2直接接觸B細胞提供其活化的第二信號，還能分泌Th2型細胞因子，包括IL-4、IL-5、IL-6、IL-10及IL-13等。這些細胞因子可促進B細胞的增殖、分化和抗體的生成。體液免疫和細胞免疫都有Th細胞依賴型和Th細胞非依賴型，Th細胞依賴型就需要輔助性T細胞的參與。綜上所述，體液免疫和細胞免疫過程中輔助性T細胞的活化過程類似，但是誘導分化的因素不同，分化的方向不同，產生的細胞因子也不同。具體區別見表1。

表1 Th1和Th2的主要區別